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基于气象因素的玉米单产堆栈集成学习建模与预测

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中国农业科学 2024年第4期57卷 679-697页

作者：李乾川许世卫张永恩庄家煜李灯华刘保花朱之洵刘浩中国农业科学院农业信息研究所

【目的】在世界气候变化加剧和气象灾害频发的背景下，探究气象因素对玉米单产的重要性并准确预测玉米单产对于促进农业生产和田间管理具有重要意义。本文旨在量化分析玉米各生育阶段气象因素对单产的重要性并建立高精度、高可靠性的玉... 详细信息

【目的】在世界气候变化加剧和气象灾害频发的背景下，探究气象因素对玉米单产的重要性并准确预测玉米单产对于促进农业生产和田间管理具有重要意义。本文旨在量化分析玉米各生育阶段气象因素对单产的重要性并建立高精度、高可靠性的玉米气象单产堆栈集成学习估测模型来预测单产。【方法】利用HP滤波法和移动平均法确定各县域趋势单产模型并分离出各县气象单产。采用轻量级梯度提升机（LightGBM）、Bagging和Stacking 3种集成学习方法，通过对中国12个省份596个县级行政区域和气象观测站跨度34年的日度气象数据和玉米产量数据进行分析，建立3种基于不同集成学习框架（LightGBM、Bagging和Stacking）的玉米气象单产预测模型。【结果】适用HP滤波法作为趋势单产模型的县域主要集中在陕西、河南、江苏和安徽地区。相较于HP滤波法，更多县域适用于移动平均法，且多数县域R 2分布于0.8以上。基于5年滑动预测和模型精度评价指标，3种模型对玉米单产的平均绝对百分比误差（MAPE）指标均低于6%。Stacking模型MAPE值达到4.60%，预测精度高，泛化性强。结果表明玉米气象单产堆栈集成学习预测模型（Stacking）具有更高精度和更强鲁棒性，并能有效利用各基学习器特点与优势，提升预测精度，是根据气象因素预测玉米单产的最优模型。此外，基于12省玉米生育阶段27个气象因素的随机森林特征重要性评分对玉米单产的定量分析，对作物监测和田间管理有借鉴和参考意义。【结论】3种集成学习方法，尤其是堆栈集成学习模型（Stacking）预测效果能够详细反映出玉米单产的时空分布变化情况。基于气象因素的玉米单产堆栈集成学习模型可为田间管理和精准预测玉米单产提供新方法。

关键词：玉米气象单产集成学习单产估测县级数据特征重要性

基于IKAP理论的饮食调护配合穿刺改良对血液透析治疗的临床研究

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深圳中西医结合杂志 2024年第8期34卷 128-131页

作者：蔡海艳周云兰杨慧君兴国县人民医院江西兴国342400

目的:探讨基于信息–知识–信念–行为(IKAP)理论的饮食调护配合穿刺改良对血液透析治疗的临床效果。方法:选取2022年10月至2023年10月兴国县人民医院收治的62例尿毒症患者,随机分为对照组和观察组,各31例。对照组实施常规护理+传统穿... 详细信息

目的:探讨基于信息–知识–信念–行为(IKAP)理论的饮食调护配合穿刺改良对血液透析治疗的临床效果。方法:选取2022年10月至2023年10月兴国县人民医院收治的62例尿毒症患者,随机分为对照组和观察组,各31例。对照组实施常规护理+传统穿刺法进行血液透析治疗,观察组采取IKAP理论的饮食调护+经锁骨上途径锁骨下静脉穿刺留置长期血液透析导管干预。比较两组患者营养指标、肾功能指标、透析过程相关指标、护理满意度。结果:干预后,观察组患者血红蛋白(Hb)、血清总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、前白蛋白(PAB)水平高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。干预后,观察组患者血肌酐(Scr)、血尿素氮(BUN)、血清β2微球蛋白(β2–MG)水平低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。观察组患者置管成功率、透析血流量、导管通畅率、尿素清除指数高于对照组,手术时间、血肿发生率、感染发生率低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。观察组患者护理总满意度高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:基于IKAP理论的饮食调护配合穿刺改良对透析患者效果良好,可提高患者营养指标,改善患者肾功能,提高透析治疗效果,改善患者的护理满意度。

关键词：尿毒症血液透析信息–知识–信念–行为理论饮食调护穿刺改良

无人机高光谱遥感的水稻叶瘟病的光谱特征提取与检测方法研究

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1457-1463页

作者：刘子扬冯帅赵冬雪李金朋关强许童羽沈阳农业大学信息与电气工程学院辽宁沈阳110161 沈阳农业大学辽宁省农业信息化工程技术中心辽宁沈阳110161

为了确定最佳的无人机高光谱遥感检测水稻冠层叶瘟病分类模型,以水稻大田试验为研究基础,获取了400~1000 nm波段内的无人机高光谱图像,参照国家标准GBT 15790—2009稻瘟病测报调查规范,按病情指数将叶瘟病划为5个等级,提取了0~4级共227... 详细信息

为了确定最佳的无人机高光谱遥感检测水稻冠层叶瘟病分类模型,以水稻大田试验为研究基础,获取了400~1000 nm波段内的无人机高光谱图像,参照国家标准GBT 15790—2009稻瘟病测报调查规范,按病情指数将叶瘟病划为5个等级,提取了0~4级共227组高光谱数据。采用Savitzky-Golay平滑(SG平滑)、一阶微分光谱(1-Der)和二阶微分光谱(2-Der)对数据进行预处理,并构建SVM模型,对比得出较优的预处理方法。采用主成分分析法(PCA)选取主成分累计贡献率;连续投影法(SPA)和随机青蛙法(RF)筛选光谱特征波段,并将筛选的结果作为模型的输入,分别构建粒子群优化的极限学习机(PSO-ELM)、极限学习机(ELM)、支持向量机(SVM)和决策树(DT)分类模型,并对模型进行对比分析得出最优分类模型。结果表明:相比于1-Der和2-Der,SG平滑方法的去噪效果较好,分类准确率较高,是较优的预处理方法,分类准确率和Kappa系数分别为93.47%、91.85%。PCA的前2个PC的累计贡献率为93.13%,为了模型的有效构建,最终选取了前6个PC,累计贡献率为99.02%。SPA使用RMSE作为最佳光谱特征波段选择标准,共显示了7个最佳光谱特征波段,其中可见光波段为400.8、416.7和426.2 nm,绿光波段为566 nm,红光波段为683.9 nm,近红外波段为830.2和916.4 nm。RF将筛选概率大于0.2的波段选为最佳光谱特征波段,最终筛选了8个光谱特征波段,其中红光波段为663.4和694.2 nm,近红外波段为784.4、787.9、791.4、905.5、927.2和930.9 nm,该方法有效地降低了波段间相关性和冗余性。将3种筛选结果分别构建分类模型,结果显示所有模型的总体分类准确率全部大于92.61%,建模结果较好;其中,以PSO-ELM模型对PCA的分类准确率达到97.77%,Kappa系数为97.22%,在所有模型中分类准确率最高,相比于ELM模型的最高分类准确率和Kappa系数高1.42%和1.56%,相比于SVM模型的最高分类准确率和Kappa系数高2.12%和2.66%,相比于DT模型的最高分类准确率和Kappa系数高4.44%和5.58%。综合评价PSO-ELM模型的建模效果优于ELM模型、SVM模型和DT模型,是最优的分类模型。因此,利用无人机高光谱遥感检测水稻叶瘟病具有可行性,为水稻生产和叶瘟病的检测提供科学依据和技术支持。

关键词：水稻叶瘟病无人机高光谱机器学习

基于RGB和深度双模态的温室番茄图像语义分割模型

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农业工程学报 2024年第2期40卷 295-306页

作者：张羽丰杨景邓寒冰周云成苗腾沈阳农业大学信息与电气工程学院沈阳110866 辽宁农业信息化工程技术研究中心沈阳110866

图像语义分割作为计算机视觉领域的重要技术,已经被广泛用于设施环境下的植物表型检测、机器人采摘、设施场景解析等领域。由于温室环境下未成熟番茄果实与其茎叶之间具有相似颜色,会导致图像分割精度不高等问题。该研究提出一种基于混... 详细信息

图像语义分割作为计算机视觉领域的重要技术,已经被广泛用于设施环境下的植物表型检测、机器人采摘、设施场景解析等领域。由于温室环境下未成熟番茄果实与其茎叶之间具有相似颜色,会导致图像分割精度不高等问题。该研究提出一种基于混合Transformer编码器的“RGB+深度”(RGBD)双模态语义分割模型DFST(depth-fusion semantic transformer),试验在真实温室光照情况下获得深度图像,对深度图像做HHA编码并结合彩色图像输入模型进行训练,经过HHA编码的深度图像可以作为一种辅助模态与RGB图像进行融合并进行特征提取,利用轻量化的多层感知机解码器对特征图进行解码,最终实现图像分割。试验结果表明,DFST模型在测试集的平均交并比可达96.99%,对比不引入深度图像的模型,其平均交并比提高了1.37个百分点;DFST模型对比使用卷积神经网络作为特征提取主干网络的RGBD语义分割模型Shape Conv,其平均交并比提高了2.43个百分点。结果证明,深度信息有助于提高彩色图像的语义分割精度,可以明显提高复杂场景语义分割的准确性和鲁棒性,同时也证明了Transformer结构作为特征提取网络在图像语义分割中也表现出了良好的性能,可为温室环境下的番茄图像语义分割任务提供解决方案和技术支持。

关键词：温室作物语义分割注意力机制设施环境番茄图像 RGBD Transformer

孕晚期彩色多普勒超声检测对胎儿生长受限的评估作用

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医学信息 2024年第11期37卷 135-138页

作者：邓子强兴国县中医院功能科

目的研究孕晚期彩色多普勒超声检测对胎儿生长受限的评估作用。方法选取2020年1月-2022年12月我院收治的64例孕晚期胎儿生长受限孕妇为观察组，并选取同期64例孕晚期健康孕妇为对照组。两组孕妇均进行彩色多普勒超声检测，比较两组孕... 详细信息

目的研究孕晚期彩色多普勒超声检测对胎儿生长受限的评估作用。方法选取2020年1月-2022年12月我院收治的64例孕晚期胎儿生长受限孕妇为观察组，并选取同期64例孕晚期健康孕妇为对照组。两组孕妇均进行彩色多普勒超声检测，比较两组孕妇胎儿生长参数（头围、双顶径、腹围、股骨径）、胎儿脐动脉（UA）和大脑中动脉（MCA）中血流参数[阻力指数（RI）、搏动指数（PI）、收缩期血流峰值速度/舒张末期血流速度（S/D）值]、胎儿静脉导管（DV）血流参数（S峰流速、a波流速），并分析血流参数指标单独及联合应用对胎儿生长受限的诊断效能。结果观察组胎儿头围、双顶径、腹围、股骨径均小于对照组（P<0.05）；观察组UA中RI、PI、S/D均高于对照组（P<0.05）；观察组MCA中RI、PI、S/D均低于对照组（P<0.05）；观察组DV中S峰流速、a波流速均低于对照组（P<0.05）；联合诊断敏感度、Youden指数均高于其他单个指标诊断（P<0.05），单个指标中MCA指标诊断效敏感度最高，UA指标诊断特异度最高。结论孕晚期彩色多普勒超声检测对胎儿生长受限具有重要的评估价值，尤其是在UA、MCA的RI、PI、S/D值、DV的S峰流速和a波流速指标方面具有差异性，临床可通过以上指标进行筛查和评估，但是相对而言联合诊断价值最高，可为临床提供更准确的参考依据。

关键词：孕晚期彩色多普勒超声胎儿生长受限

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中德农业科技创新合作现状、问题及建议

科学管理研究 2024年第2期42卷 164-172页

作者：刘洪霞张学彪曲春红赵伟中国农业科学院农业信息研究所北京100081

国际农业科技合作不仅为世界各国创新发展积累经验,而且也推动了新知识与新技术的广泛传播和应用,并为经济增长和可持续发展寻找新动能,造福全人类。在中共二十大报告中,将扩大国际科技交流合作与加强国际化科研环境建设作为重点强调内... 详细信息

国际农业科技合作不仅为世界各国创新发展积累经验,而且也推动了新知识与新技术的广泛传播和应用,并为经济增长和可持续发展寻找新动能,造福全人类。在中共二十大报告中,将扩大国际科技交流合作与加强国际化科研环境建设作为重点强调内容。德国作为农业科技强国,农业科技在许多领域都处于世界较为领先地位。中国作为世界农业大国,其农业科技发展水平与世界农业强国还存在一定差距。中德两国具有良好的农业科技合作基础,促进和加强两国不同创新主体之间的创新合作,既符合两国国际科技合作战略目标,又有利于共同应对和解决区域性和全球性重大农业挑战问题。为此,首先系统梳理了两国农业科技发展特点及合作基础,在此基础上,着重分析了促进和加强双方在农业科技创新领域合作的现实需求以及现有合作中存在的一些问题,最后,针对上述问题,从项目管理、合作成果考核评价、相关利益方参与度、资助模式以及中德农业科技创新平台功能挖掘等角度提出了双方在农业科技创新领域加强合作的对策建议,以其为两国未来农业科技创新合作机制的深入探索与思考提供借鉴与参考。

关键词：中德创新合作农业科技问题对策建议

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四川省大豆生产格局变化及驱动因素研究

中国生态农业学报（中英文） 2024年第3期32卷 476-489页

作者：常洁林正雨高文波杜兴端四川省农业科学院农业信息与农村经济研究所成都610066

四川省是我国13个粮食主产区之一,也是我国大豆种植的新兴地区和西南产区的重要组成,研究大豆生产格局对四川省落实粮食安全战略、推动西南地区大豆产业发展具有重大意义。文章基于2000—2020年四川省183个区市县的面板数据,运用空间基... 详细信息

四川省是我国13个粮食主产区之一,也是我国大豆种植的新兴地区和西南产区的重要组成,研究大豆生产格局对四川省落实粮食安全战略、推动西南地区大豆产业发展具有重大意义。文章基于2000—2020年四川省183个区市县的面板数据,运用空间基尼指数、地理集中度系数、空间转移系数、探索性空间数据分析、最优地理探测器分析了大豆生产的时空格局变化及驱动因素。研究结果发现:1)2000—2020年,四川省大豆产能波动上升,空间分布极不均衡,聚集水平逐步上升,并逐步向川中丘陵区集中;2)大豆生产存在较强的正向空间相关性,总体表现为高-高聚集和低-低聚集;3)资源要素、比较收益、地理气候、经济社会等因素对大豆生产格局变化的影响均高度显著,且呈现非线性增强、双因子增强的交互效应。资源要素投入、比较收益、海拔高程长期以来对大豆生产格局的影响较为显著且呈波动上升趋势,气温、乡村家庭规模的影响力提升较快,交通条件、地区GDP的影响力则总体呈下降趋势,耕作制度长期以来驱动力最弱。基于此,四川省大豆生产应着力破解耕地资源细碎化与劳动力短缺等资源环境约束,大力发展生产性服务业,全面提升大豆生产机械化水平。通过强化科技创新提升川豆单产,并进一步优化大豆生产、农机、服务、保险等环节的政策保障。同时,应重点关注气候变化引发的干旱等自然风险,健全农业领域自然灾害风险预警与防范机制,以进一步强化大豆产业的综合风险抵御能力。

关键词：大豆产量粮食安全时空格局驱动因素四川省

递进式康复护理模式对下肢骨折患者术后骨折愈合时间、自我护理能力的影响

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医学信息 2024年第14期 154-157页

作者：康丽萍刘慧兴国县第二医院外二科

目的探究递进式康复护理模式对下肢骨折患者术后骨折愈合时间、自我护理能力的影响。方法纳入2021年1月-2022年6月兴国县第二医院收治的80例下肢骨折患者，依据随机数字表法分为对照组（40例）与观察组（40例）。两组均接受手术复位... 详细信息

目的探究递进式康复护理模式对下肢骨折患者术后骨折愈合时间、自我护理能力的影响。方法纳入2021年1月-2022年6月兴国县第二医院收治的80例下肢骨折患者，依据随机数字表法分为对照组（40例）与观察组（40例）。两组均接受手术复位固定治疗。对照组给予常规术后护理，观察组在其基础上应用递进式康复护理模式，比较两组术后恢复时间（术后下床活动时间、住院时间、骨折愈合时间）、自我护理能力测定量表（ESCA）评分、下肢Fugl-Meyer运动功能评估量表（FMAS）评分、日常生活活动能力量表（ADL）评分，以及术后并发症。结果观察组术后下床活动时间、住院时间、骨折愈合时间短于对照组（P<0.05）；两组护理后ESCA评分均高于护理前，且观察组ESCA评分高于对照组（P<0.05）；两组护理后FMAS、ADL分数高于护理前，且观察组FMAS、ADL分数高于对照组（P<0.05）；观察组术后并发症发生率小于对照组（P<0.05）。结论递进式康复护理模式可缩短下肢骨折患者的术后康复时间，提高其自护能力，改善患肢的下肢运动功能及生活能力，减少术后并发症。

关键词：下肢骨折递进式康复护理骨折愈合时间自我护理能力术后并发症

基于连续提示注入与指针网络的农业病害命名实体识别

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农业机械学报 2024年第6期55卷 254-261页

作者：王春山张宸硕吴华瑞朱华吉缪祎晟张立杰河北农业大学信息科学与技术学院保定071001 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 农业农村部农业信息化技术重点实验室北京100097 河北农业大学机电工程学院保定071001 河北省农业大数据重点实验室保定071001

针对农业病害领域命名实体识别过程中存在的预训练语言模型利用不充分、外部知识注入利用率低、嵌套命名实体识别率低的问题,本文提出基于连续提示注入和指针网络的命名实体识别模型CP-MRC(Continuous prompts for machine reading comp... 详细信息

针对农业病害领域命名实体识别过程中存在的预训练语言模型利用不充分、外部知识注入利用率低、嵌套命名实体识别率低的问题,本文提出基于连续提示注入和指针网络的命名实体识别模型CP-MRC(Continuous prompts for machine reading comprehension)。该模型引入BERT(Bidirectional encoder representation from transformers)预训练模型,通过冻结BERT模型原有参数,保留其在预训练阶段获取到的文本表征能力;为了增强模型对领域数据的适用性,在每层Transformer中插入连续可训练提示向量;为提高嵌套命名实体识别的准确性,采用指针网络抽取实体序列。在自建农业病害数据集上开展了对比实验,该数据集包含2933条文本语料,8个实体类型,共10414个实体。实验结果显示,CP-MRC模型的精确率、召回率、F1值达到83.55%、81.4%、82.4%,优于其他模型;在病原、作物两类嵌套实体的识别率较其他模型F1值提升3个百分点和13个百分点,嵌套实体识别率明显提升。本文提出的模型仅采用少量可训练参数仍然具备良好识别性能,为较大规模预训练模型在信息抽取任务上的应用提供了思路。

关键词：农业病害命名实体识别连续提示指针网络嵌套实体预训练语言模型

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